Quand le séquençage du génome est-il conseillé ?
Les généticiens humains mènent une étude de référence clinique pour le diagnostic des maladies génétiques
Des scientifiques du Broad Institute of MIT and Harvard, de la Harvard Medical School et du centre médical de l'université de Leipzig (UKL) ont montré, dans deux cohortes de patients indépendantes, quand le séquençage du génome est bénéfique pour le diagnostic des maladies génétiques. L'étude publiée conjointement fournit des indications précieuses pour la pratique diagnostique, sur la base d'un vaste ensemble de données issues de la recherche et d'applications cliniques. Les chercheurs ont présenté leurs conclusions dans le New England Journal of Medicine.
Les mutations génétiques dans l'ADN humain peuvent empêcher la formation correcte de protéines qui remplissent des fonctions importantes dans l'organisme. Cela peut entraîner des troubles graves qui provoquent des maladies, voire des handicaps. Nombre de ces maladies sont déjà connues et peuvent être attribuées à des gènes spécifiques. Pour les diagnostiquer, les cliniciens utilisent une procédure standard connue sous le nom de séquençage de l'exome. Il s'agit d'analyser les segments de l'ADN humain qui sont directement responsables de la formation correcte des protéines. Cette partie codante, l'exome, ne représente qu'environ 1 % de l'ADN total, mais elle est particulièrement importante.
"Cependant, dans deux tiers des cas, l'analyse de l'exome ne permet pas de poser un diagnostic, ce qui soulève la question de savoir ce qu'il faut faire ensuite", explique le professeur Rami Abou Jamra. Il est professeur de génomique médicale à l'université de Leipzig et chef du service de diagnostic génétique à l'institut de génétique humaine du centre médical de l'université de Leipzig (UKL). "Pour les patients et leurs familles, un diagnostic clair signifie beaucoup : non seulement il confirme que la maladie n'est pas de leur fait, mais il ouvre également la voie à une reconnaissance publique et, si possible, à un traitement personnalisé", explique le médecin.
Afin d'évaluer les avantages du séquençage du génome par rapport au séquençage de l'exome, des scientifiques du Broad Institute of MIT and Harvard et de la Harvard Medical School de Boston ont analysé 744 familles. Il s'agissait d'enfants malades atteints d'une maladie génétique présumée et de leurs parents. Pour certaines d'entre elles, le séquençage de l'exome avait déjà été effectué et n'avait pas permis de poser un diagnostic. L'Institut de génétique humaine de Leipzig a utilisé le séquençage du génome pour analyser 350 familles dans une cohorte indépendante de patients pour lesquels le séquençage de l'exome n'avait pas apporté d'éclaircissement. Les 78 premiers cas ont été inclus dans l'étude conjointe avec les chercheurs de Boston.
Grâce à une technique appelée séquençage à lecture courte, l'ensemble de l'ADN, c'est-à-dire le génome, de toutes les familles a été découpé en milliards de petits morceaux et lu. Les chercheurs ont analysé les données à l'aide de logiciels et d'algorithmes bioinformatiques.
"Comparé au séquençage de l'exome, le séquençage du génome a permis de clarifier 8 % des cas supplémentaires, ce qui est nettement plus", explique le professeur Rami Abou Jamra, qui a dirigé l'étude à Leipzig. "Cette méthode est particulièrement utile lorsqu'une mutation génétique à l'origine d'une maladie est due à l'absence de très petits segments d'ADN, à l'allongement de séquences non spécifiques ou si la mutation n'est pas du tout située dans la partie codante", ajoute le chercheur : "Dans le séquençage de l'exome, les régions codantes sont extraites de l'ADN en laboratoire et enrichies chimiquement, ce qui entraîne malheureusement une perte de qualité et d'information." Or, ce sont précisément ces informations qui pourraient fournir des indices cruciaux. En outre, les segments de gènes situés en dehors de l'exome ont également des fonctions importantes, telles que la régulation des mécanismes qui contrôlent la synthèse des protéines. Ces segments sont complètement ignorés par l'analyse de l'exome. À terme, les chercheurs espèrent identifier de nouveaux schémas et mécanismes pathologiques en examinant l'ensemble du génome.
"Nos données suggèrent que le séquençage du génome devrait être utilisé plus rapidement, en particulier lorsque le séquençage de l'exome n'a pas apporté de clarté", déclare le professeur Rami Abou Jamra. "Dans le passé, la littérature n'indiquait pas avec certitude quand le séquençage du génome était conseillé. Aujourd'hui, grâce en partie aux travaux menés à Leipzig, le vaste ensemble de données obtenu montre que les résultats sont tout à fait viables pour une application clinique", ajoute le scientifique.
Comme le souligne le professeur Rami Abou Jamra, un autre avantage du séquençage du génome, bien qu'il soit actuellement encore environ deux fois et demie plus cher que le séquençage de l'exome, est un avantage à long terme : de nouvelles mutations génétiques associées à des maladies sont découvertes et documentées dans le monde entier, ce qui signifie qu'une fois que les données du séquençage du génome sont disponibles, elles peuvent facilement être réexaminées à la lumière des nouvelles connaissances.
Et que se passera-t-il ensuite ? "Nous lirons davantage de génomes, et nous le ferons avec une technique encore plus révélatrice appelée séquençage à lecture longue", se réjouit le professeur Abou Jamra. "Nous voulons décoder toutes les maladies génétiques.
Note: Cet article a été traduit à l'aide d'un système informatique sans intervention humaine. LUMITOS propose ces traductions automatiques pour présenter un plus large éventail d'actualités. Comme cet article a été traduit avec traduction automatique, il est possible qu'il contienne des erreurs de vocabulaire, de syntaxe ou de grammaire. L'article original dans Anglais peut être trouvé ici.
Publication originale
Monica H. Wojcik, Gabrielle Lemire, Eva Berger, Maha S. Zaki, Mariel Wissmann, Wathone Win, Susan M. White, Ben Weisburd, Dagmar Wieczorek, Leigh B. Waddell, Jeffrey M. Verboon, Grace E. VanNoy, Ana Töpf, Tiong Yang Tan, Steffen Syrbe, Vincent Strehlow, Volker Straub, Sarah L. Stenton, ... Michael Talkowski, Christina Austin-Tse, Rami Abou Jamra, Heidi L. Rehm, Anne O’Donnell-Luria et al.; "Genome Sequencing for Diagnosing Rare Diseases"; New England Journal of Medicine, Volume 390
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